飞秒激光微加工_激光精密加工领域的新前沿

激光精密加工讲解

1激光精密加工激光由于其优良的光束特性, 自诞生以来, 就在工业加工领域起着非常重要的作用, 并且不断地深入到工业生产的各个领域, 以其独特的优越性, 成为未来制造业的重要加工手段, 被誉为 21世纪的加工技术。 1 激光精密加工激光精密加工是利用高强度的激光束, 经光学系统聚焦后, 激光束的功率密度达到104 ~ 1011 W/cm2, 加工工件置于激光束焦点附近, 通过激光束与加工工件的相对运动来实现对加工工件的热加工, 加工精度一般在几微米到数十微米。激光束可以聚焦到很小的尺寸, 所以特别适合于精密加工。激光精密加工所用激光器为各种脉冲或调Q 固体激光器, 半导体激光器, 脉冲Nd:YAG激光器以及最近几年开始不断推广的光纤激光器和紫外激光器等。各种脉冲激光器的聚焦光斑很小, 功率密度很大, 工件加热范围小, 加工精度和定位精度高而且热影响区小。与一般的机械加工相比较, 激光精密加工具有许多优点 (1加工的对象范围广, 几乎所有的金属材料和非金属材料如钢材、耐热合金、陶瓷、宝石、玻璃、硬质合金及复合材料都可以加工。 (2加工精度高, 在一般情况下均优于其他传统的加工方法, 如电火花加工、电子束加工等。 (3属于非接触加工, 无工具磨损, 热影响区和变形很小, 因而能加工十分微小的零部件。而且激光束能量可控制, 移动速度可调。 (4自动化程度高, 可以用计算机进行控制, 加工速度快, 工效高, 可很方便地进行任何复杂形状的加工。 (5大部分激光器可与光导纤维系统组合使用, 具有革新性的纤维传送系统与激光器结合大大增加了激光加工系统的方便性与灵活性, 这种组合系统对于工业上的多工作台同时加工及机器人或机械手操纵非常理想。

500W光纤激光切割机加工成本分析

内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 光纤激光切割机在各行业的应用非常的广泛，随着行业的发展，光纤激光切割机的需求也是越来越大。而当客户在购买设备的时候，使用成本是客户比较关心的问题。作为金属薄板切割之王的500W光纤激光切割机在市场上的保有量最大，因为大多数金属加工都以2mm以内的薄板为主，那么它的使用成本是多少呢？下面就来给大家详细分析一下。光纤激光切割机的使用成本主要包括电柜、辅助气体费用以及易损件： 1、电能消耗：500W光纤激光切割机的每小时耗电量为6度，电费成本大约6元/小时（以1元/度计算）。 2、切割用辅助气体消耗：备注：氧气使用瓶装的；氮气用灌装的比瓶装的节省成本，还省去操作工换气的时间和瓶装余气过多产生的浪费。另外不同地区的气体价格会有所差别。 3、其它易损件消耗：

备注：不同的厂家易损件的销售价格不同。 4、光纤激光切割机使用不同的气体每小时消耗的总费用也会有区别：由此可见，500w光纤激光切割机使用空气切割最节省成本，每小时总消耗只需11.24元，但是使用空气切割厚度受限制，使用空气切割适合2mm以下钢板效果最佳。其次是使用氧气切割每小时总消耗只需24.24元，但是使用氧气切割加工件断面易被氧化。使用氮气切割相比较前两者而言每小时总消耗较高，然而它的切割质量最好。内容来源网络，由深圳机械展收集整理！更多激光钣金及冲压自动化工艺展示，就在深圳机械展.金属板材加工展区/激光精密加工应用展区。

研究方向---飞秒激光微加工技术

飞秒激光微加工技术国内外的研究现状超短、超强和高聚焦能力是飞秒激光的3大特点。飞秒激光脉宽可短至4 fs(1 fs=10-15 s)以内…，峰值功率高达拍瓦量级(1 Pw=1015w)聚焦功率密度达到1020-1022 W／cm2。飞秒激光可以将其能量全部、快速、准确地集中在限定的作用区域，实现对玻璃、陶瓷、半导体、塑料、聚合物、树脂等材料的微纳尺寸加工，具有其它激光加工无法比拟的优势：①耗能低，无热熔区，"冷"加工；②可加工的材料广泛：从金属到非金属再到生物细胞组织，甚至是细胞内的线粒体；③高精度、高质量、高分辨率，加工区域可小于焦斑尺寸，突破衍射极限； ④对环境没有特殊要求，无污染。飞秒激光微加工是当今世界激光、光电行业中极为引人注目的前沿研究方向。世界各国学者在飞秒激光与材料相互作用机理研究方面已取得重大的进展，开发出以钛宝石激光器为主的飞秒激光微加工系统，开展了飞秒激光微纳加工的工艺研究，促进了多学科的融合，推动着飞秒激光微纳加工技术向着低成本、高可靠性、多用途、产业化的方向发展。飞秒激光微加工技术将在超高速光通讯、强场科学、纳米科学、生物医学等领域具有广泛的应用和潜在的市场前景。本文旨在综述飞秒激光微加工技术国内外的研究状况，介绍飞秒激光微加工的重要应用，展望其今后的发展趋势。 1 国内外飞秒激光微加工技术研究状况 1．1飞秒激光微加工基础理论的研究飞秒激光加工机理的研究、试验大多是探索陛的，多与长脉冲情形相比较而确定飞秒激光的烧蚀特性，在一定程度上解释了飞秒激光与物质相互作用的物理本质。目前理论研究较系统的材料有金属和透明介质。 (1)金属前苏联Anisimov SI等人于1975年第一次提出了超短脉冲烧蚀金属材料的双温模型。该模型从一维非稳态热传导方程出发，考虑到超短脉冲作用时，存在光子与电子、电子与晶格两种不同的相互作用过程，列出了电子与晶格的温度变化微分方程，即双温方程。一些学者以该模型为基础，在不同的激光脉宽下对双温方程进行约化，求得解析解"-。发现当激光脉宽远远小于晶格的受热时间时，烧蚀时间不依赖于激光脉宽。试验得到的金属铜材料的烧蚀速率与双温模型基本一致。1999 年，Falkovsky L A和Mishchenko E G基于玻尔兹曼方程和费米狄拉克配分函数提出热电子爆炸模型来描述金属材料中的超快形变。2002年，chen J K等人综合双温模型及电子爆炸模型，假定单轴应变三维高压条件，提出了一系列相关联的瞬时热弹性变形方程。数值结果表明，超短激光脉冲烧蚀过程中，非熔融态损伤占支配地位，这种非熔融态损伤的主要动力来源于热电子爆炸力。 (2)透明介质1990年，Hand D P和RusseU P St J根据K-K(Kmmers-Kronig)因果关系提

飞秒激光超微细加工技术简介

飞秒激光超微细加工技术简介摘要：本文首先简单地介绍了飞秒激光和超微细加工技术飞秒激光加工技术的技术背景，然后较为详细地介绍了飞秒激光超微细加工技术及其特点与应用，结合飞秒激光超微细加工技术的特点将其与其它的微机械加工技术进行了比较，最后分析飞秒激光超微细加工技术的发展趋势和应用前景。关键词：飞秒激光超微细加工技术飞秒激光超微细加工 Femtosecond laser micro machining technology Introduction Abstract: This paper first briefly describes the technical background of the femtosecond laser and micro machining technology and femtosecond laser micro machining technology, then a more detailed description the femtosecond laser micro machining technology and its features and applications, combined with the femtosecond laser micro machining technology will be characterized by with other micro-machining technology, the final analysis of the femtosecond laser micro machining technology trends and application prospects. Keywords:femtosecond laser micro machining technology femtosecond laser ultra-fine processing 0引言激光（Laser,即Light Amplification by stimulated Emission of Radiation的缩写），意思是利用辐射受激得到的加强光，激光加工（Laser Beam Machining）就是把激光的方向性好和输出功率高的特性应用到材料的加工领域中去。【1】用聚焦的方法，把激光束汇聚在面积很小的一个区域，从而在该区域提供足够的热量使该区域的材料荣华或者气化从而达到机械加工的目的，显然激光加工是一种非接触式的加工，可以用于各种材料的微细加工。知道了什么是激光加工，那么飞秒激光超微细加工和普通的激光加工又有什么区别呢？

“飞秒激光微加工

【摘要】飞秒激光微加工技术作为一种新兴的加工技术，具有非接触、效率高、加工精度高、热效应小、损伤阈值低以及能够实现真正的三维结构微加工等传统技术无法比拟的诸多优点，其应用领域相当广泛。文章描述了飞秒激光加工透明材料时，激光能量沉积在光学趋肤层，热效应极小的特性。指出了目前打孔普遍利用激光的直写技术，针孔掩模加工技术可以改善孔形的事实。最后展望了飞秒激光微加工的研究方向。【关键词】飞秒激光;微加工;打孔;阈值;优点;前景 1.引言激光是在粒子数反转情况下通过受激辐射放大产生的高亮度相干光束，其原理早在1916年就由物理学家爱因斯坦提出，但直到1960年，梅曼（t?maiman）成功制造的第一台红宝石激光器问世[1]，量子光学才由理论研究发展到技术工程。随着各类激光器的出现，激光器的脉宽急剧缩小，峰值功率大幅提高，可调型和稳定性等优势逐渐凸显，飞秒激光在工业加工领域备受青睐，各界根据不同的需要将其广泛应用于微光学、微电子、微机械、微生物、微医学等领域。 2.飞秒激光脉冲技术 1976年，人们首次在染料激光器中实现了飞秒量级的激光脉冲输出[2]。20世纪90年代初，克尔透镜锁模飞秒钛宝石激光器使得飞秒激光技术获得了一次飞跃发展。2003年，n h rizvi总结了飞秒激光对金属、玻璃、金刚石、陶瓷以及各种聚合物等材料的微加工进展情况，并论证了飞秒激光是一种优秀的微加工光源[3]。人们利用飞秒激光可以聚焦到透明材料内部进行三维加工这一特性，在石英玻璃中制备出各种微光学元件和微流体器件，并将其成功集成在同一块玻璃芯片上，飞秒激光于是在生物传感和生化分析等领域得到一定应用。在信息电子领域，研发人员将新型激光精细加工装备应用于半导体集成电路、印刷线路板、平板显示、fbg光纤光栅，大大提高了制作效率和工艺水平。经过科研人员的努力，飞秒激光在半导体照明、太阳能光伏电池、燃料电池、微创医用器械及各类mems等新兴产业中也得到了广泛应用。另外，由于激光加工的非接触性，它还可应用于昂贵或危险物品的加工。 3.飞秒激光微加工的发展现状激光微加工被誉为“未来制造业的共同加工手段”。在世界范围内，欧洲、美国、日本在飞秒激光微纳加工领域至今仍处于领先地位。我国的激光微加工技术研究大多集中在高校和科研机构，国内也有一些新兴的激光设备制造企业开发的激光微孔加工设备应用于生产中，但由于落后的加工控制技术和较为薄弱的研发能力，产品的孔型和径深比都无法与欧美日等激光产业比较发达的国家相比。 4.飞秒激光与透明介质的相互作用飞秒激光脉冲具有极短的脉冲宽度和极高的峰值功率，与物质相互作用时呈现强烈的非线性效应，如自聚焦、自相位调制、群速色散、白光超连续谱的产生等。它主要依靠多光子吸收机制来加工一些长脉冲激光无法作用的透明材料，并且其作用时间极短，热效应小，可以克服等离子体屏蔽的现象[4]。 4.1 飞秒激光烧蚀的特性为了对材料造成烧蚀作用，激光的能流密度必须超过某一特定的值，即烧蚀阈值fth。原本不会吸收可见光和近红外光这一波段的透明介质，会在极小范围内因多光子电离而快速产生大量的等离子体。当等离子体密度达到1021cm-3时，由于对激光能量的强烈吸收，激光能达到的深度只有lμm。大量激光能量在物质中沉积，给局部加热并使其形成光损伤，而周围的物质仍处于“冷状态”。因此和长脉冲相比，飞秒激光加工的边缘较为光滑、清洁[5]。飞秒激光针对透明介质以及其他各类材料（包括金属）的烧蚀打孔实验均表明了飞秒激

飞秒激光简介

飞秒激光简介 ●飞秒激光和传统准分子的区别 ●飞秒激光的六大优势 ●飞秒激光优越性 ●飞秒激光安全性 ●飞秒激光看得见的优势 ●飞秒激光昂贵的原因飞秒激光和传统准分子的区别飞秒激光被视为神秘之光，是一种以脉冲形式运转的激光，持续时间非常短。只有几个飞秒（一飞秒就是10的负15次方秒，也就是1/1000万亿秒），它比利用电子学方法所获得的最短脉冲要短几千倍，是人类目前在实验条件下所能获得的最短脉冲。飞秒激光完全是人类创造的奇迹。它能聚焦到比头发的直径还要小的空间区域，用来进行微精细加工。用飞秒激光进行切割，几乎没有热传递。美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究人员发现，这种激光束能安全地切割高爆炸药。生物医学专家已将它作为超精密外科手术刀，用于视力矫正，既能减少组织损伤又不会留下后遗症，甚至可对单个细胞动精密手术或者用于基因疗法。https://www.360docs.net/doc/2813076493.html,/ 让我们再来看看准分子激光是怎么工作的。准分子激光与生物组织作用时发生的不是热效应，而是光化反应。所谓光化反应，是指组织受到远紫外光激光作用时，会断裂分子之间的结合键，将组织直接分离成挥发性的碎片而消散无踪。对周围组织则没有影响，达到对角膜的重塑目的，能精确消融人眼角膜预计去除的部分空间精确度达细胞水平，不损伤周围组织。它的波长短，不会穿透人的眼角膜，因此对于眼球内部的组织没有任何不良的作用。常用的准分子激光术式有LASIK、LASEK、超薄LASIK和飞秒激光（这些术式均可加波前像差和虹膜定位技术）。LASIK、和超薄LASIK都是用板层刀制作角膜瓣，LASEK是用酒精制作角膜瓣，而飞秒激光是通过激光来完成对角膜瓣的制作，所以更精确更精准，术后的视觉质量会更好。

飞秒激光微细加工

飞秒激光微细加工 [文档副标题] 姓名：学号：班级：

飞秒激光微细加工摘要：本文简单地介绍了微细加工技术和飞秒激光及其特点、原理，并列出几个典型的飞秒激光加工技术的应用，分析了该技术相对其他维系加工技术的优势所在，最后分析飞秒激光微细加工技术的发展趋势和应用前景。关键词：飞秒激光微细加工技术飞秒激光微细加工引言：随着时代发展，各种新兴的加工工艺不断出现而改变了现代加工方式，虽然其仍在发展之中，有其局限性，，但随着研究的深入，新技术的引用，而使其愈加完善。微细加工作为一种新兴的加工方式，在现代加工行业的地位愈显重要，用飞秒激光这一前沿科技进行微细加工，有其独特的优点，而成为了微细加工工艺中一个重要的分支。 1·微细加工简介微细加工（microfabrication）是指制造微小尺寸（尺度）零件的生产加工技术。微细加工是为微传感器、微执行器和微电子机械系统制作微机械部件和结构的加工技术。他起源于半导体制造工艺，原来是只加工尺度约在微米级范围的加公方式。【1】而它现在所指的加工等级的范围已经扩展到纳米级。微细加工在半导体继承电路上的应用，使得大规模集成电路和计算机技术得到了发展，而它现在已经涉及到各种现代加工方式，特别是微机械研究和制造上已经成为了必不可少

的基础环节。 2·飞秒激光简介及其特点介绍飞秒（femtosecond）也叫毫微微秒，是一种标衡时间长短的计量单位，1飞秒只有1秒的一千万亿分之一，飞秒激光是人类目前在实验室条件下所能获得最短脉冲的技术手段。【2】飞秒激光技术不仅可以获得超短波长的激光、产生瞬间高功率，而且可以高密度聚集而使电磁场强度比原子核对其周围电子的作用力还要高数倍，这样在短时间去除较浅深度的物质所引起的变形量就小。飞秒激光主要特点：①超短脉冲，飞秒激光是我们人类目前在实验条件下能够获得的最短脉冲；②瞬时高功率，飞秒激光有非常高的瞬间功率，它的瞬间功率可达百万亿瓦，比目前全世界的发电总功率还要多出上百倍；③精确定位性，飞秒激光具有精确的靶向聚焦定位特点，能够聚焦到比头发的直径还要小的多的超细微空间区域。由上述特点可以看出飞秒激光在维系加工领域的前景。 3·飞秒激光的加工机理【3】准分子激光加工的物理过程大致可分为以下几个阶段： ①自由电子吸收激光能量，运动加速；②高能量电子与原子碰撞，产生更多的自由电子，产生雪崩过程；③电子与晶格碰撞，使得晶格温度升高，并使其融化、气化和等离子体出现；④晶格之间传递能量使作用区域扩散。飞秒激光进行微加工时，其起始物理过程就是物质内部自由电子吸收激光能量。对于长脉冲，它不能迅速产生自由电子，完全依赖介质内部已经存在的自由电子，而这种自由电子的分布对小

飞秒激光在微纳加工领域的应用准分子激光微孔加工技术研究

飞秒激光在微纳加工领域的应用飞秒激光开始应用到微纳加工领域始于20世纪90年代初。正是由于飞秒激光具有持续时间短及高脉冲功率密度的特性，使得其与物质相互作用时具有许多独特的优点：确定的烧蚀阈值，规则的加工边缘，层层微加工以及可加工任何材料等。最近研究结果表明：飞秒激光微细加工在微光学、微电子、微机械、微生物、微医学等多个领域具有潜在的应用价值。不同学科、不同实验具有不同的具体要求，这就需要采取相应的加工手段来实现特定加工目的，囚此飞秒激光深孔加工技术等加工工艺开始引起越来越多研究者的重视。激光整形技术是指在激光腔内或腔外采用光学元件改变光束形态实现光束整形。飞秒激光脉冲整形有别于传统整形概念，主要是在保留原有高峰值功率特性基础上，在光路中引人扩束器、滤波器以及衍射模板等光学器件，达到缩小聚焦尺寸、去除高斯光束周围荧光成分、减少脉冲形变及多种形状加工等目的。常用的是空间滤波和掩模控制技术。空间滤波是实现对光束边缘荧光的屏蔽效用，实现聚集点光学质量的改善，掩模控制是通过掩模形状来实现对脉冲的调制，以达到确定的加工目的。本文采用聚焦物镜与接收材料同步运动的方法，可以很容易地将焦点前后脉冲的空间形态在材料表面以二维平面图形式表示出来。在聚焦物镜前加小孔掩模板，通过小孔直径及小孔前后脉冲能量的变化，可直观观察到光束空间形态的改变。最后，实验选取合适参数，成功刻划出边缘光滑的透射型金属光栅。 1 实验装置及方法实验设备采用的是Clark公司飞秒激光加工工作台(UMW-2110i，Clark-MXR Inc.)。激光具体参数为：中心波长775nm，脉宽148 Fs，重复频率1kHz，最大单脉冲能量1mJ，在光路上加衰减片可以调整脉冲能量，聚焦前光斑直径5mm；掩模小孔直径可调范围为0.5～10mm；接收材料为喷溅法镀在溶石英基片上的金膜(厚度约为300nm)。飞秒激光经掩模小孔后由5×显微物镜(有效焦距为40 mm)聚焦金膜表面。采用物镜与接收平台同步运动的方法，将焦点前后脉冲的空间形态以二维平面图形式在金膜表面显示出来；加工结果采用透射式光学显微镜和 SEM进行分析测试。实验装置如图1所示。

激光加工专业技术有哪些【详情】

激光加工技术有哪些【详情】

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激光加工技术有哪些内容来源网络，由深圳机械展收集整理！更多激光加工设备技术展示，就在深圳机械展！激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性，对材料（包括金属与非金属）进行切割、焊接、表面处理、打孔及微加工等的一门加工技术。激光加工作为先进制造技术已广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等国民经济重要部门，对提高产品质量、劳动生产率、自动化、无污染、减少材料消耗等起到愈来愈重要的作用。激光技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术，传统上看，它的研究范围一般可分为以下9个方面： 1.激光加工系统。包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统； 2.激光加工工艺。包括焊接、表面处理、打孔、打标、微调等各种加工工艺； 3.激光焊接：汽车车身厚薄板、汽车零件、锂电池、心脏起搏器、密封继电器等密封器件以及各种不允许焊接污染和变形的器件。使用的激光器有YAG激光器，CO2激光器和半导体泵浦激光器； 4.激光切割：汽车行业、计算机、电气机壳、木刀模业、各种金属零件和特殊材料的切割、圆形锯片、压克力、弹簧垫片、2mm以下的电子机件用铜板、一些金属网板、钢管、镀锡铁板、镀亚铅钢板、磷青铜、电木板、薄铝合金、石英玻璃、硅橡胶、1mm以下氧化铝陶瓷片、航天工业使用的钛合金等等。使用激光器有YAG激光器和CO2激光器； 5.激光打标：在各种材料和几乎所有行业均得到广泛应用，使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半导体泵浦激光器； 6.激光打孔：激光打孔主要应用在航空航天、汽车制造、电子仪表、化工等行业。激光打孔的迅速发展，主要体打孔用YAG激光器的平均输出功率已由400w提高到了800w至1000w。国内比较成熟的激光打孔的应用是在人造金刚石和天然金刚石拉丝模的生产及钟表和仪表的宝石轴承、飞机叶片、多层印刷线路板等行业的生产中。使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主，也有一些准分子激光器、同位素激光器和半导体泵浦激光器； 7.激光热处理：在汽车工业中应用广泛，如缸套、曲轴、活塞环、换向器、齿轮等零部件的热处理，同时在航空航天、机床行业和其它机械行业也应用广泛。我国的激光热处理应用远比国外广泛得多。使用的激光器多以YAG激光器，CO2激光器为主； 8.激光快速成型：将激光加工技术和计算机数控技术及柔性制造技术相结合而形成，多用于模具和模型行业。使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主； 9.激光涂敷：在航空航天、模具及机电行业应用广泛。使用的激光器多以大功率YAG激光器、CO2激光器为主。激光加工为工业制造提供了一个清洁无污染的环境及生产过程，而这也是当下激光加工的优势。技术特性

飞秒激光加工超光滑光学表面综述

飞秒激光加工超光滑光学表面综述精密和超精密加工技术、制造自动化是先进制造技术的两大领域，精密工程、精细工程和纳米技术是现代制造技术的前沿，也是未来制造技术的基础。超精密加工是一门新兴的综合性加工技术，它集成了现代机械、电子、测量及材料等先级，极大地改善了产品的性能进技术成就，使得目前的加工精度达到了0.01m 和可靠性。超光滑表面加工技术是超精密加工体系的一个重要组成部分，在国防工业、信息产业民用产品的制造中占有非常重要的地位且有着广泛的市场需求，具有良好的发展前景。科技的进步极大地推动了技术的发展，随着光学领域和微电子学领域及其相关技术的发展，对所需材料的表面质量的要求越来越高。大规模和超大规模集成电路对所用衬底材料的表面精度提出了很高的要求；短波段光学的发展尤其是强激光技术的出现，对光学元件表面粗糙度的要求极为苛刻。从而产生了超光滑表面的概念，并出现一系列用于进行超光滑表面加工的技术和方法。超光滑表面具有以下主要特征[1]：（1）表面粗糙度小于1nm Ra，对于光学元件，表面粗糙度小于1nm RMS(粗糙度均方根值)，（2）尽可能小的表面疵病与亚表面损伤；（3）表面残余应力极小；（4）晶体表面具有完整的晶体结构，即表面无晶格错位。超光滑表面的加工手段有抛光和超精密机械加工等，而抛光应用得最广泛。超光滑表面加工的对象是晶体、陶瓷等硬脆性材料。超光滑表面主要应用于现代武器惯导仪表的精密陀螺的平面反射镜、激光核聚变反射镜、大规模集成电路的基片、计算机磁盘、磁头和蓝宝石红外探测器窗口的透镜等。对于各种超光滑表面的抛光加工手段，根据在加工过程中工件和抛光盘之间的接触状态可分为3种类型：直接接触、准接触和非接触。在各种抛光方法中的接触状态均只属于其中一种，并在抛光过程中基本保持不变[1],[2]。 1.直接接触抛光直接接触抛光是指抛光盘和工件在抛光过程中直接发生接触，依靠抛光磨料的机械磨削作用和抛光盘的摩擦作用去除材料。浴法抛光、Teflon法抛光等都属于这种接触方式。 2. 非接触抛光

飞秒激光微加工技术在微加工中的应用

飞秒激光微加工技术在微加工中的应用 1飞秒激光加工微结构基于能量高度集中、热影响区小、无飞溅无熔渣、不需特殊的气体环境、无后续工艺、双光子聚合加工精度可达0．7μm等优势，飞秒激光在诱导金属微结构加工应用方面和精细加工方面都取得了很大的进展。 (1)孔加工在1mm厚的不锈钢薄片上，飞秒激光进行了具有深孔边缘清晰、表面干净等特点的纳米级深孔加工(如图1a)；在金属薄膜上，钛宝石飞秒激光加工制备出了微纳米级阵列孔(如图1b)，孔径最小达2.5μm，孔直径在2．5～10μm间可调，最小间距可达10μm，很容易实现10-50μm间距调整。 (2)金属材料表面改性1999年，德国汉诺威激光中心Nolte S等人首次报道了结合钛宝石飞秒激光三倍频光(260 nm)和SNOM(扫描近场光学显微镜)在金属镉层制出了线宽仅200 nm的凹槽。为以后的无孔径近场扫描光学显微镜(ANSOM)取代SNOM奠定了基础，获得了高达70 nm的空间分辨率，开拓了远场技术在纳米范围下的物理化学特性以及输运机制的研究。

(3)金属纳米颗粒加工自1993年Henglein A等人首次利用激光消融法制备金属纳米颗粒以来，许多研究小组制备出高纯度、粒度分布均匀的金属纳米颗粒。Link H等人进一步控制飞秒激光的能流密度和照射时间，将金属纳米棒完全融化为金属纳米点。与其它激光脉冲相比，飞秒激光改变的金属颗粒尺寸大小和特定形状，使金属纳米颗粒特别是贵金属(Au、Hg、Pt、Pd等)在催化、非线性光学、医用材料科学等领域具有广阔的应用前景。 (4)金属掩模板加工新加坡南洋科技大学Venkatakrishnan K等人利用飞秒激光直写方法制作了以金属薄膜为吸收层、石英为基底的金属掩模板，并将前入射与后入射两种方案作了比较，发现采用前入射的方法能够得到更小的特征尺寸和好的边缘质量。并且利用飞秒激光超衍射极限加工有效地修补了金属镉掩模板的缺陷，修复的线宽达到小于100 nm的精度。目前构建的飞秒激光修正光掩模板工具已在IBM的柏林顿、佛蒙特州的掩模制作设备中运行。这对微电子技术的发展将具有重要意义。 (5)复杂的微结构加工①耐热玻璃上的水渠道结构(图2)，边缘质量较好。但结构的精确性、表面和底端形态还有待改进；②光敏树脂里面制作的世界上最小的人造动物模型：10μm长，7μm高的公牛；③ScR500树脂内制备的约10μm的微型金字塔和房子模型；④光刻胶上飞秒双光子聚合(Two- Photon P01ymerization：TPP)的微型蜘蛛和恐龙模型(图3)等。

光学玻璃的精密加工技术

精密制造与自动化2011年第3期报道与评述光学玻璃的精密加工技术洪静高国富赵波（河南理工大学机械与动力工程学院河南焦作454000）摘要对光学玻璃的高效精密特种加工技术进行了分析。对ELID法﹑激光加工﹑超声磨削以及精密铣削的最新研究进展进行了综述。介绍了采用ELID技术和控制加工工艺参数，使砂轮单个磨粒的最大切削深度小于脆性材料的临界切削厚度，实现了脆性材料的塑性加工，并得到精密光滑的表面；在加工非球曲面时，使零件的精加工抛光量降到最低。采用激光加工技术通过增加预热激光束，极大地降低了已加工表面的热应力及拉伸应力，使得加工质量有了大幅度的提高。通过选用适当的刀具和工艺参数，使被加工工件表面粗糙度值比普通磨削降低了30%～40%。通过优化刀具﹑加工方式及工艺参数，提高了光学玻璃精密铣削的加工质量和效率，降低了加工成本。关键词光学玻璃精密加工延性模式光学玻璃常被用来制作侦查卫星照相机镜头，隐形雷达探照镜，高速飞行器窗口以及激光发射装置中的光学透镜，棱镜等超精密玻璃材料。小到各类相机的镜头，大到天文望远镜的大型反射镜，都有光学玻璃的应用。由于光学玻璃的广泛应用，传统的加工方法已不能满足精密加工的需要，尤其是对于加工非球曲面形状和具有小曲率半径的非球凹面零件，传统的加工方法加工较为困难且不能保证加工精度，不符合现代高科技发展的要求。常用光学玻璃精密加工方法有：ELID法，这项技术通过使用超细微（或超微粉）超硬磨料用来制造砂轮，解决了超细微粒度砂轮应用中难以修整及磨削过程中容易堵塞的缺陷，由于基体材料是微量去除的，故在整个磨削过程中砂轮表面的磨粒始终保持锐利，实现了硬脆材料高精度，高效率的超精密磨削；激光加工光学玻璃是一种较新的精密加工方法，这种加工方式的突出优点是不产生切削力而且加工的热影响小，同时电脑编程与加工设备可紧密结合，特别适用于单件加工或小批量生产；超声磨削，是一种复合加工方法，主要特点是加工效率高、表面质量好、工具磨损小、成本低，特别适用于脆性光学材料的平面加工；在加工非对称且具有复杂功能表面结构的光学零件模具时，精密铣削加工因其独特的优点而受到重视，其突出的优点是提高了加工效率、尺寸精度稳定性好、加工过程可控性强。 1 光学玻璃精密加工技术光学玻璃超精密加工的技术难点在于，光学玻璃是一种典型的脆硬材料，其突出的特性就是材料脆性高，断裂韧性低。用常规的加工方法，难以获得高的表面质量。通过以下介绍的4种加工方法，可以看到这些精密加工方法的优点以及所能达到的加工精度和其最新的研究进展。 1.1 在线电解修锐法 (Electrolytic In-process Dressing，简称ELID法) 光学零件的加工不仅要求精度高，加工表面超光滑，而且要求加工表面没有加工变质层。在这样的加工要求下就产生了硬脆材料的延性方式磨削。当每个砂轮磨粒切除的材料体积小到足以塑性流动而不产生脆性断裂即产生裂纹时，就实现了延性方式“无损伤”磨削。日本学者大森整等人从1987年对铸铁纤维结合剂金刚石砂轮等的高强度金属结合剂的超硬磨料砂轮，开发了借用Electro1ytic ln-Process Dressing(ELID)的磨削法，利用ELID法在线修锐金刚石砂轮磨削硅片、陶瓷或其他硬脆材料可获得纳米级加工表面，实现了硬脆材料的超精密磨削，现在己成功应用于球面、非球面透镜、模具的 1

我国精密激光制造领域及服务行业市场发展趋势

武汉元禄光电技术有限公司https://www.360docs.net/doc/2813076493.html, 我国精密激光制造领域及服务行业市场发展趋势精密激光制造和服务行业作为一个新兴行业，发展前景广阔，各国都比较重视。随着激光加工技术的不断完善和提高，国际上各类制造业逐渐接受了激光加工技术，这样可使他们的产品增加技术含量，加快产品更新换代，发达国家已逐步形成了完善的激光制造和服务产业群体。精密激光制造是新兴的加工方法，正在渗透入传统制造中，逐步替代和突破传统的制造方法，未来发展空间巨大。激光技术应用是当今全球发展最快、最活跃的高技术产业之一，在传统制造领域，如汽车、电子、电器、航空、冶金、机械等制造领域，激光正在替代传统的机械、化学等加工工艺，实现对金属和非金属材料的切割、焊接、表面处理、钻孔以及微加工等。与此同时，随着激光加工技术的不断进步以及工业化生产的不断升级，激光加工领域不断拓宽，作为新的应用领域，高科技材料（如单晶硅、不易加工的金属等）的应用增长迅速，其中的激光应用销售市场也在快速增长，在工业生产中应用范围越来越广，激光在工业生产中的应用还包括：大规模集成电路的光刻技术，印刷电路板打孔技术，钟表零件制造与首饰加工等领域. 随着市场经济快速发展，国内至今已有500多家从事研制、生产和经营激光器和激光加工制造和服务的公司。这些公司已成为国内激光加工市场的主力，他们制造的工业激光器、元器件和激光加工系统（激光标记、划线、微调、切割、焊接、表面处理、微加工、直接成型）约占国内总市场90%以上份额。目前国内的精密激光制造和服务行业可以分为激光模板、精密金属零件、柔性线路板激光切割成型服务和精密激光钻孔服务（HDI钻孔）等细分行业。精密激光制造和服务是新兴的行业，精密激光技术在电子信息业的创新性应用，是未来非常有发展潜力的行业之一，即将进入快速成长期。激光应用技术的迅速发展，促进了激光制造服务的发展,而激光制造服务的发展又反过来激发了激光应用技术的发展。激光加工在切割、钻孔等领域的应用得到不断拓展，激光制造正不断地替代和突破传统的加工和制造工艺，未来发展前景广阔。（一）激光漏印模板市场规模及趋势分析目前，全球电子制造业的主流技术是表面贴装技术(SMT），电子信息产品制造业普遍采用SMT 工艺进行生产。采用SMT模板漏印焊料是PCB和电子元件焊接过程中最重要的工序之一，是决定产品质量的关键因素。在精密激光加工技术应用于SMT模板生产之前，传统的SMT 模板生产方式为化学蚀刻方法。应用精密激光刻蚀技术生产的激光SMT模板具有精度高、寿命长、可修复等特点，改善了传统蚀刻工艺模板精度低、不易脱模、对环境有污染的缺点，而且产品稳定耐用、使用寿命高，适合快速发展的SMT生产工艺需求。是目前SMT行业最普遍使用的模板，已逐步全面替代传统的蚀刻工艺模板。中国的SMT市场需求主要来自于网络通信、计算机和消费电子等领域，这几个主要领域的应用超过SMT市场总额的90%。全球知名市场调查机构加特纳公司统计显示：网络通信是中国SMT最大的应用市场，2009年市场规模达139亿元人民币，占总市场份额的36.3％，其中手机占比最大，预计达到20%。中国SMT市场的计算机部分规模达119.4亿元人民币，占总市场份额的31.2%。消费电子应用SMT市场规模达112.2亿元人民币，占总市场份额的29.3%。

超精密激光三维加工技术与应用

超精密激光三维加工技术与应用飞秒激光脉冲宽度极短，聚焦后可在较低的脉冲能量下获得极高的峰值功率密度；由于作用时间极短，材料被迅速加热到极高的温度，热扩散对焦点周围影响很小，这样就克服了困扰长脉冲激光加工过程中热扩散带来的材料变形和熔化现象，可实现高精密加工。利用飞秒激光脉冲与物质相互作用时的多光子吸收机制可以用来加工长脉冲无法加工的透明介质材料；由于飞秒脉冲作用热效应非常小，几乎可以忽略，因而大大提高了加工精度；同时近红外区的飞秒激光又能避免紫外激光对大多数材料不透明的缺点，可以深入透明材料内部在介观尺度上实现真正意义上的三维立体微加工。基于上述的种种优点，该技术已成为微制造领域的研究热点，它在微流体，微电子，微光学，微机电系统和生物医学等领域均已展露出诱人的应用前景：（1）光通信的高速率、大容量和宽带宽的发展方向，要求光电器件的高度集成化。而集成化的前提是光电器件的微型化。因此，光电器件的微型化是当前光通信领域研究的前沿和热点。近年来，相比传统的光电技术，飞秒激光微加工技术将成为新一代光电器件的制造技术，尤其是在三维集成光电子器件制备领域将体现出无与伦比的优势；（2）可以利用飞秒激光微纳加工技术在透明基底材料中制备各类微流控、光流控及其他微光流机电等多功能集成芯片，它们具有低消耗、高效率和高灵敏度等传统生化分析系统无可比拟的优点，在生化分析、生化传感、医疗诊断和环境监测等领域具有重要应用；（3）飞秒激光加工制备的微器件具有边缘清晰，无裂纹和熔化的痕迹等优点，在一些特殊领域具有广阔的应用前景，可以对光掩模上纳米级尺寸缺陷进行修复以及对各类薄膜材料进行超精密加工，可以用来钻孔、切割高热导性、高熔点金属和高硬度金刚石以及安全切割一些易燃易爆等危险物品；

激光在精密测量中的应用

第六章激光在精密测量中的应用激光由于有优异的单色性、方向性和高亮度，使它在多方面得到应用。例如，激光在加工工业中被用来完成打孔、焊接、切割、快速成型，在医学中制造了激光手术刀、激光近视眼治疗仪、激光辐照仪，在IT 产业中大量用来做光通讯、光存储、光信息处理的光源，在近代的科学研究中用于受控核聚变、光谱分析、操纵原子、诱导化学反应、乃至探索宇宙的起源，但是其最早期的应用还是在计量领域。尤其因为它可以与自然基准——光的波长直接相联系，实现高精度测量，在长度测量领域得到了大量的应用。以下本书将要对激光在各方面的应用进行讨论，本章首先介绍激光在精密测量中的应用。激光的高度相干性使它一经发明就成为替代氪86作为绝对光波干涉仪的首选光源，经过四十年的发展，激光干涉计量已经走出实验室，成为可以在生产车间使用的测量检定标准，激光衍射测量也成为许多在线控制系统的长度传感器。激光的良好方向性和极高的亮度不仅为人们提供了一条可见的基准直线，而且为长距离的光电测距提供了可能。激光同时具有高亮度和高相干性使得光的多普勒效应能够在测速方面得到应用。激光雷达则综合应用了激光的各方面的优点，成为环境监测的有力武器。激光干涉测长干涉测量技术是以光的干涉现象为基础进行测量的一门技术。在激光出现以后，加之电子技术和计算机技术的发展，隔振与减振条件的改善，干涉技术得到了长足进展。干涉测量技术大多数是非接触测量，具有很高的测量灵敏度和精度，而且应用范围十分广泛。常用的干涉仪有迈克尔逊干涉仪、马赫—曾德干涉仪、菲索干涉仪、泰曼—格林干涉仪[22-24]等；70年代以后，具有良好抗环境干扰能力的外差干涉仪，如双频激光干涉仪[25-27]、光纤干涉仪也很快的发展了起来。激光干涉仪越来越实用，其性能越来越稳定，结构也越来越紧凑。 6.1.1 干涉测长的基本原理激光干涉测长的基本光路是一个迈克尔逊干涉仪（如图6-1示）,用干涉条纹来反映被测量的信息。干涉条纹是接收面上两路光程差相同的点连成的轨迹。激光器发出的激光束到达半透半反射镜P 后被分成两束，当两束光的光程相差激光半波长的偶数倍时，它们相互加强形成亮条纹；当两束光的光程相差半波长的奇数倍时，它们相互抵消形成暗条纹。两束光的光程差可以表示为 j M J j N i i i l n l n ∑∑==-=?1 1 (6-1)

激光加工的现状及发展趋势

激光加工的现状及其发展前景刘元锋西南大学工程技术学院 2006级机械设计制造及其自动化二班摘要：自第一台红宝石激光器问世以来，激光加工就成为一个很有前途的应用领域。与计量、图像技术、信息传递等激光应用领域一样，激光加工技术随着激光器及外围技术的进步而发展起来。本文综述了激光加工、激光器、激光加工工艺和应用以及激加工的现状及其发展前景。关键词：激光加工激光器加工工艺和应用现状和发展前景 1.前言激光技术是20世纪60年代初发展起来的一门新兴科学，在材料加工方面，已逐步形成了一种崭新的加工方法——激光加工（Lasser Beam Machining简称IBM）。激光加工可以用于打孔、切割、电子器件的微调、焊接、热处理、以及激光存贮等各个领域。由于激光加工不需要加工工具、而且加工速度快、表面变形小、可以加工各种材料，已经在生产实践领域中愈来愈多地显了它的优越性，越来越受到人们的重视。 2.正文激光加工因激光特性，加工效果好。激光器、激光器加工装置、激光加工相关测量技术及加工技术决定了激光加工的应用的发展前景。 2.1 激光加工 2.1.1激光加工的含义激光加工是利用光的能量经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度靠光热效应来加工各种材料的。 2.1.2激光加工的特性由于激光具有高亮极度、单色性好、相干性好、方向性好四大特性，因此就给激光加工带来一些其它加工方法所不具备的特性。 2.1.3激光加工特点 1.能量密度高，几乎可以熔化、气化任何材料；2.激光光斑大小可以聚焦到微米级，输出功率可以调节，因此可用以精密微细加工； 3.加工所用工具激光束是非接触工件加工，所以没有明显的机械力，没有工具损耗问题。加工速度快、

激光精密加工技术有哪些及优点【详述】

激光精密加工技术有哪些及技术优点内容来源网络，由深圳机械展（11万㎡，1100多家展商）收集整理！更多激光钣金及冲压自动化工艺展示，就在深圳机械展.金属板材加工展区/激光精密加工应用展区。激光材料加工涉及范围很广，材料的烧结、打孔、打标、切割、焊接、表面改性和化学气相沉积等都已把激光作为一种必不可少的能源。激光束可以聚焦到很小的尺寸，因而特别适合于精密加工。我们按照加工材料的尺寸大小和加工的精度要求，将目前的激光加工技术分为三个层次： ①大型件材料激光加工技术，以厚板（数毫米至几十毫米）为主要对象，其加工精度一般在毫米或者亚毫米级； ②精密激光加工技术，以薄板（0．1～1．0mm）为主要加工对象，其加工精度一般在十微米级； ③激光微细加工技术，针对厚度在100μm以下的各种薄膜为主要加工对象，其加工精度一般在十微米以下甚至亚微米级。必须说明的是，在机械行业中，精密通常是指表面粗糙度小、各种公差（包括位置、形状、尺寸等）范围小。但本文所说的“精密”一词，是指被加工区域的缝隙小，意即加工所能达到的极限尺寸小。在上述三类激光加工中，大型件的激光加工技术已经日趋成熟，产业化的程度已经非常高，已有不少的文献进行了综述；激光微细加工技术如激光微调、激光精密刻蚀、激光直写技术等也已在工业上得到了较为广泛的应用，有关的综述报道亦较多；本文将重点对激光精密加工技术进行讨论。为了比较方便，下文所说的精密加工所针对的加工对象仅限于薄板（0.1-0.1mm）。 1 、激光精密加工与传统加工方法的比较

随着技术的进步，精密加工技术的种类也越来越丰富。激光精密加工有如下显著特点： ①激光精密加工的对象范围很宽，包括几乎所有的金属材料和非金属材料。而电解加工只能加工导电材料，光化学加工只适用于易腐蚀材料，等离子加工难以加工某些高熔点的材料。 ②激光精密加工质量的影响因素少，加工精度高，在一般情况下均优于其它传统的加工方法。 ③从加工周期来看，电火花加工的工具电极精度要求高、损耗大，加工周期较长；电解加工的加工型腔、型面的阴极模设计工作量大，制造周期亦很长；光化学加工工序复杂；而激光精密加工操作简单，切缝宽度方便调控，加工速度快，加工周期比其它方法均要短。 ④激光精密加工属于非接触加工，没有机械力，相对于电火花加工、等离子弧加工，其热影响区和变形很小，因而能加工十分微小的零部件。综上所述，激光精密加工技术比传统加工方法有许多优越性，其应用前景十分广阔。 2、常用的激光精密加工设备简介一般用于精密加工的激光器有：CO2激光器，YAG激光器，铜蒸汽激光器，准分子激光器和CO激光器等。其中大功率CO2激光器和大功率YAG激光器在大型件激光加工技术中应用较广；而铜蒸汽激光器和准分子激光器在激光微细加工技术中应用较多；中、小功率YAG激光器一般用于精密加工。激光精密打孔随着技术的进步，传统的打孔方法在许多场合已不能满足需求。例如在坚硬的碳化钨合金上加工直径为几十微米的小孔；在硬而脆的红、蓝宝石上加工几百微米直径的深孔等，用常规的机械加工方法无法实现。而激光束的瞬时功率密度高达108 W／cm2，可在短时间内将材料加热到熔点或沸点，在上述材料上实现打孔。与电子束、电解、电火花、和机械打孔相比，激光打孔质量好、重复精度高、通用性强、效率高、成本低及综合技术经济效益显著。国外在激光精密打孔已经达到很高的水平。瑞士某公司利用固体激光器给飞机涡轮叶片进行打孔，可以加工直径从20μm到80μm的微孔，并且其直径与深度之比可达1∶80。激光束还可以在脆性材料如陶瓷上加工各种微小的异型孔如盲孔、方孔等，这是普通机械加工无法做到的。